Einblicke in die Anfänge der festen Erde

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Winzige Einschlüsse in Olivin-Kristallen sind Zeugen aus der tiefsten Erdgeschichte. Die rot umrandeten Bereiche sind zwischen 1,5 und 2 Millimeter lang. | Quelle: Vezinet et al., Nat. Comm. | Copyright: CCBY 4.0 | Download

Das Hadaikum, das sich von vor 4,6 bis 4,0 Milliarden Jahren erstreckte, ist nach wie vor das rätselhafteste Kapitel in der Erdgeschichte. Es begann mit der Entstehung unseres Planeten, gefolgt von einer massiven Kollision mit einem marsgroßen Körper, die zur Entstehung des Mondes und zum vollständigen Schmelzen des Erdinneren führte. Die Verfestigung der Erdkruste begann dann vor etwa 4,5 Milliarden Jahren – was jedoch danach geschah, ist seit langem umstritten.

Die vorherrschende Theorie besagt, dass die Erde bis mindestens zum Ende des Hadaikums von einer starren, unbeweglichen Kruste wie von einem Deckel umgeben war, unter der im Erdmantel Konvektionsprozesse abliefen – ohne Subduktion, also ohne das Abtauchen der Kruste in das Erdinnere, und ohne die Bildung von kontinentaler Kruste, wie sie in der gegenwärtigen Plattentektonik zu beobachten ist.

Nun stellen Forschende des ERC-Synergy-Grant-Projektes „Monitoring Earth Evolution through Time” (MEET) diese Ansicht in Frage. MEET ist eine Zusammenarbeit zwischen Geochemikern aus Grenoble (Frankreich) und Madison (USA) sowie geodynamischen Modellierern des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung in Potsdam.

In der neuen Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, präsentiert das MEET-Team Belege dafür, dass Subduktion und die Bildung der kontinentalen Kruste im Hadaikum bereits aktiver und intensiver waren als bisher angenommen. Mit einer innovativen Analysetechnik hat die Gruppe aus Grenoble Strontiumisotope und Spurenelemente in winzigen Einschlüssen gemessen, die in 3,3 Milliarden Jahre alten Olivinkristallen erhalten geblieben sind. Das GFZ-Team nutzte hingegen modernste geodynamische Simulationen, um diese geochemischen Signale im Hinblick auf Prozesse in der Frühgeschichte der Erde zu interpretieren.

Ihre gemeinsamen Ergebnisse deuten auf eine viel aktivere Frühgeschichte der Erde hin und legen nahe, dass umfangreiche Subduktion und Kontinentbildung möglicherweise Hunderte von Millionen Jahren früher begonnen haben als bisher angenommen.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Stephan Sobolev, stephan.sobolev@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:
A. Vezinet, A. V. Chugunov, A. V. Sobolev, C. Jain, S. V. Sobolev, V. G. Batanova, E. V. Asafov, A. N. Koshlaykova, N. T. Arndt, L. V. Danyushevsky und J. W. Valley, Wachstum der kontinentalen Kruste und Subduktion der Lithosphäre im Hadaikum, aufgezeigt durch Geochemie und Geodynamik, Nature Communications2025, https://doi.org/10.1038/s41467-025-59024-6